Napriek tomu, že materiály s tvarovou pamäťou majú veľmi dobrý potenciál na použitie v širokej škále aplikácií, mnohé z nich majú jednu vlastnosť: na zmenu tvaru potrebujú teplo. To zase môže byť problémom pri ich použití v prostrediach citlivých na teplotu, ako je napríklad ľudské telo. Nový vývoj švajčiarskych vedcov však nemá túto nevýhodu, pretože namiesto tepla vytvára materiál s tvarovou pamäťou magneticky citlivú tekutinu. Vývoj je uvedený v časopise Advanced Materials.
Ako funguje materiál s tvarovou pamäťou?
Materiál, ktorý vyvinuli vedci z inštitútu Swiss Paul Scherrer a Švajčiarskej vysokej technickej školy v Zürichu, je založený na polyméri obsahujúcom silikón a v ňom zapuzdrené kvapky špeciálnej kvapaliny. Táto „magnetoreologická tekutina“zase pozostáva z vody, glycerínu a malých častíc karbonylového železa. Zloženie kvapaliny je podobné ako mlieko, v ktorom sú tukové častice dispergované (rozpustené) vo vodnom roztoku.
V normálnom stave zostáva štruktúra materiálu mäkká a pružná. Človek to však musí ovplyvniť iba magnetickým poľom a predlžuje sa kvapka kvapaliny, ktorá sa v ňom nachádza, a železné častice v ňom sú usporiadané pozdĺž zdroja magnetického poľa. Vďaka týmto dvom faktorom sa pozoruje 30-násobné zvýšenie tuhosti materiálu.
V praxi to znamená, že ak nastavíte počiatočný tvar materiálu a potom naň pôsobíte pomocou magnetického poľa, tento tvar stuhne a zachová sa, až kým sa účinok magnetického poľa nezastaví. Akonáhle sa to stane, materiál sa vráti do pôvodného tvaru a zmäkne.
V predchádzajúcich štúdiách vedci už vytvorili materiály s magnetickou aktiváciou tvaru, pozostávajúce z polymérov obsahujúcich kovové častice. Podľa švajčiarskych vedcov zvláštnosť ich magnetoreologickej tekutiny umožňuje, aby sa ich polymér stal rigidnejším.
Propagačné video:
Vedci vyjadrujú niekoľko možných prípadov použitia svojho nového materiálu. Napríklad sa môže použiť na výrobu lekárskych katétrov schopných zmeniť ich tuhosť po bezpečnom vložení do krvných ciev. Môže sa použiť na výrobu samoliečiacich pneumatík pre pozemné výskumné kozmické lode alebo na výrobu komponentov robotiky, ktoré sa môžu pohybovať bez potreby motorov.
Nikolay Khizhnyak